Audyt systemów infrastruktury fizycznej

Czynniki negatywne

Od kilku lat pojawia się coraz więcej technologii informatycznych o wysokiej gęstości mocy, które generują ogromne ilości ciepła. To z kolei wiąże się z dużym zapotrzebowaniem na energię elektryczną, stawiając spore wyzwania przed systemami chłodzenia i zasilania. Stosowane do tej pory typowe rozwiązania chłodzące nie radzą sobie w wystarczający sposób z obciążeniem cieplnym na takim poziomie. Dodatkowym problemem jest to, iż urządzenia wydzielające duże ilości ciepła są zwykle nierównomiernie rozłożone zarówno w szafie, jak i w całym pomieszczeniu, powodując powstawanie miejsc, w których temperatura może być znacznie wyższa od wartości średniej (ang. hotspot). Niezmiernie ważne dla zoptymalizowania chłodzenia jest rozmieszczenie w pomieszczeniu zarówno urządzeń IT, jak i elementów infrastruktury chłodzenia w taki sposób, aby uniemożliwić tworzenie się obszarów o temperaturze znacznie wyższej niż średnia.

Najlepiej urządzenia rozmieszczać w rzędach, ograniczając tym samym zjawisko mieszania się powietrza zimnego z powrotnym (ogrzanym). Stosowanie układów chłodzenia zorientowanego na rzędy zwiększa jego efektywność poprzez ukierunkowanie na szafy, które tego wymagają. Umieszczenie klimatyzatorów w pobliżu serwerów (lub innych źródeł ciepła) pozwala na skrócenie drogi powietrza pomiędzy urządzeniem chłodzącym a źródłem ciepła, co zwiększa sprawność i dostępność całego sytemu teleinformatycznego. Inną niezmiernie ważną kwestią jest zapewnienie właściwego poziomu chłodzenia urządzeń teleinformatycznych zainstalowanych w szafach. Powietrze chłodzące sprzęt teleinformatyczny znajdujący się w szafie jest zasysane z zewnątrz, dlatego tak istotne jest uniemożliwienie mieszania się powietrza chłodnego z ciepłym, gdyż może dojść do przegrzewania się urządzeń i w konsekwencji ich awarii.

Diagram przepływu energii z elektrowni do centrum danych

Diagram przepływu energii z elektrowni do centrum danych

Mieszanie się powietrza jest najczęściej spowodowane przepływem gorącego powietrza wylotowego nad lub pod urządzeniami i jego powrotnym wlotem, co skutkuje znacznym pogorszeniem się warunków chłodzenia. Aby zapobiec temu niekorzystnemu zjawisku, należy puste miejsca w pionie szafy wypełniać panelami zaślepiającymi, w celu zapewnienia prawidłowego przepływu powietrza. Powrót gorącego powietrza wylotowego na przednią część szafy może być także spowodowany przez niektóre typy urządzeń nieprzystosowane do montażu w szafie, jak np. monitory lub serwery tower montowane na półkach. Aby sprawdzić, czy temperatury powietrza na wlotach do szafy są odpowiednie, należy dokonać pomiaru temperatury w geometrycznym środku szafy na dole, środku i jej górnej części (patrz: rys. "Punkty monitorowania temperatury na wlotach urządzeń").

Innym czynnikiem wpływającym niekorzystnie na recyrkulację powietrza we wnętrzu szafy jest nieszczelność wyprowadzeń kabli. Należy również pamiętać, iż opór przepływu powietrza przez szafę wzmacnia niekorzystne efekty mieszania się powietrza, dlatego należy stosować szafy, w których drzwi czołowe i tylne mają odpowiednią perforację.

Zjawisko przegrzewania się urządzeń teleinformatycznych zabudowanych w szafie można także wyeliminować stosując obniżenie temperatury powietrza chłodzącego. Jednak taki sposób jest wysoce nieekonomiczny, gdyż powoduje wzrost zużycia energii elektrycznej (co przekłada się na wzrost parametru PUE) oraz zwiększone powstawanie skroplin (wody).

Z punktu widzenia poziomu efektywności w okresie funkcjonowania serwerowni należy wyróżnić dwie najtrudniejsze fazy. Pierwsza to początkowy etap eksploatacji serwerowni (rozruch), gdy jest ona niedociążona przy emisji ciepła poniżej 25% założonej mocy chłodniczej, a druga, gdy po okresie rozwoju może dojść do przeciążenia, tj. przekroczenia wartości nominalnej mocy chłodniczej. Gdy system chłodzenia i zasilania jest przewymiarowany w stosunku do aktualnych potrzeb, występuje znaczne pogorszenie sprawności energetycznej obiektu i wzrost współczynnika PUE. Aby utrzymać wysoką sprawność systemu zasilania i chłodzenia w tych okresach, warto stosować infrastrukturę skalowalną, gdyż można wtedy lepiej dopasować moc zasilania i chłodzenia do aktualnego obciążenia.